​數（shù）控機床（chuáng）加工精度常用的基本知識

加工精度主要用於生產產品程度，加工精度與加工誤差都（dōu）是評價加工表麵幾何參數的（de）術（shù）語。加工精度用公（gōng）差等級衡量，等級值越小，其精度越高；加工誤差用數值表示，數值越大，其誤差越大。加（jiā）工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表（biǎo）示的話該零件加（jiā）工精度最高的，IT18表示的話該零件加工精度是最低的 ，一般上（shàng）IT7、IT8是加工精度中等級（jí）別。

任何（hé）加工方法所得到的實際參數都（dōu）不會絕對（duì）準確，從零件的功能看，隻（zhī）要加工誤差在零（líng）件圖要求的公差範圍內，就認為保證了加工精（jīng）度。

機器的質量取決於零（líng）件的加工質量和機（jī）器的裝（zhuāng）配質量，零件加工（gōng）質（zhì）量包含零件加工精度和表麵質（zhì）量兩大部分。

機械加工（gōng）精度是指零件加工後的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程度（dù）。它們之間的差異稱為（wéi）加（jiā）工誤差（chà）。加工誤差的大小反映了加（jiā）工精度（dù）的高（gāo）低。誤差越大加工精（jīng）度越低，誤差越小（xiǎo）加工精度越高。

一、加工精度的調整（zhěng）方（fāng）法

1、減小機床（chuáng）誤差（chà）

（1）提高主軸部件的製造精度（dù）

1）應提高軸承（chéng）的回轉精度 ：

①選用高精度的滾動軸承；

②采用高精度的多油鍥動壓軸承；

③采用高（gāo）精（jīng）度的靜壓軸承。

2）應提高與軸承（chéng）相配件的精度（dù）：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸（jǐng）的加工精度；

②提高與（yǔ）軸承相配合表麵的加工精度；

③測量及調節相應件的徑向跳（tiào）動範（fàn）圍，使誤差補償或相抵消（xiāo）。

（2）對滾（gǔn）動軸承適當預緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛（gāng）度；

③均化滾動體誤差。

（3）使（shǐ）主軸回轉精度不反映到工件上。

2、對工（gōng）藝係統進行調（diào）整（zhěng）

（1）試切（qiē）法（fǎ）調整

通過試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀量—走刀切（qiē）削—再試切，如此反複直至達到所需尺（chǐ）寸。此法生產效率低，主要用於單件小批生（shēng）產（chǎn）。

（2）調整法

通過（guò）預先調整好機床、夾具、工件和刀具的相（xiàng）對位置獲得所需尺寸。此法生產率高，主要用於（yú）大（dà）批大量生產。

3、減小（xiǎo）刀具磨損

在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階段（duàn）前就必須重（chóng）新磨刀。

4、減少傳動鏈傳動誤差

（1）傳動件數少，傳動鏈（liàn）短，傳動精度（dù）高；

（2）采用降速傳動，是保證傳動精度的重要原（yuán）則，且越接近末端的傳動副，其傳動比應（yīng）越（yuè）小；

（3）末端件精度應高於其他傳動件（jiàn）。

5、減小工（gōng）藝係統的受力變形

（1）提高係統的剛（gāng）度，特別（bié）是提高工藝係（xì）統中（zhōng）薄弱環節的剛度

1）合理的結構設計

①盡量減（jiǎn）少連接麵的數目；

②防（fáng）止（zhǐ）有局部低剛度環節出（chū）現（xiàn）；

③應合理選擇基（jī）礎件、支撐件的結構和截麵形狀（zhuàng）。

2）提高連接表麵的接觸剛度

①提高機床部件中零件間結（jié）合麵（miàn）的質量；

②給機床部件以預加載荷；

③提高工件定位基準麵的精度和減小它的表麵粗糙度值。

3）采用合理的裝夾和定位方式

（2）減小（xiǎo）載荷及其（qí）變（biàn）化

1）合理選擇刀具（jù）幾何參數和切削用量（liàng），以減小切削（xuē）力；

2）毛胚分組（zǔ），盡量（liàng）使調整中毛胚加工餘量均勻。

6、減少殘餘應力（lì）

（1）增加消除內應力的熱（rè）處理工序；

（2）合理安排工藝過程。

7、減小工藝係統熱（rè）變形

（1）采用合理的機床部件結構及裝配基準

1）采用熱對稱結構——在變（biàn）速箱中，將軸、軸承、傳動齒輪（lún）等對稱布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形減小（xiǎo）；

2）合理選擇機（jī）床零部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用（yòng）量；

2）零件精度要求高時，將粗精加工工序分開（kāi）；

3）盡（jìn）可能將熱源從機床分離出去，減（jiǎn）少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺母副（fù）、高速運動的導軌副等不能分離的熱源，從結構、潤滑等方（fāng）麵改善其摩擦特性，減少發熱或用隔熱材料；

5）采用強製式風冷、水冷等散熱措施。

（1）均衡（héng）溫度場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控製環境（jìng）溫度

二、加工精（jīng）度誤差（chà）的原因

1、加工原（yuán）理（lǐ）誤差

加工原理誤差是指采用了近似的刀刃（rèn）輪廓或近（jìn）似的傳動關係進行加工而產生的誤差。加工原（yuán）理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲（qǔ）麵加工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製（zhì）造方便，采用了阿（ā）基米（mǐ）德基本蝸杆或法向直（zhí）廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒形產生（shēng）了（le）誤差（chà）。又如車削（xuē）模數蝸杆時，由於蝸杆（gǎn）的螺距（jù）等於蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理數，但是車床的配（pèi）換齒輪的齒數（shù）是有限的，選擇配換齒輪時隻能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這（zhè）就將引（yǐn）起刀（dāo）具對於工（gōng）件成形運動（螺旋運動）的不準確，造成螺距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在（zài）理論誤差可以滿足加（jiā）工精（jīng）度要（yào）求的（de）前提下（《=10%-15%尺寸公差），來提高生產率和經濟性。

2、調整誤差

機床的調整誤差是指由（yóu）於調整不準確而產生的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨（mó）損

夾具的誤（wù）差（chà）主要指：

（1）定位元件、刀具導（dǎo）向元件、分度機（jī）構、夾（jiá）具體等的製造誤差；

（2）夾（jiá）具裝配後，以（yǐ）上（shàng）各種元件（jiàn）工作麵間（jiān）的相對尺寸（cùn）誤差（chà）；

（3）夾具在（zài）使用過程中工作表（biǎo）麵的磨損。

4、機床誤差

機床誤差是指機床的製（zhì）造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機床導軌導向誤（wù）差、機（jī）床主（zhǔ）軸回轉誤差、機床傳（chuán）動鏈的傳動誤差。

（1）機床導軌導向誤差

1）導軌（guǐ）導向精度——導軌副運動件實際運動方向（xiàng）與理想（xiǎng）運動方向的符合程度。主（zhǔ）要包括：

① 導軌在水平麵內直線度Δy和垂直麵（miàn）內的直線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌的平（píng）行度（扭曲）；

③ 導（dǎo）軌對（duì）主軸回（huí）轉（zhuǎn）軸線（xiàn）在水平麵內和垂直麵內的平行度誤差或垂直（zhí）度誤差（chà）。

2）導軌導（dǎo）向精度對切削加工（gōng）的（de）影響

主要考（kǎo）慮導軌誤差引起刀（dāo）具與工件（jiàn）在誤差敏（mǐn）感方向（xiàng）的相對位移。車削加工時誤差敏感方向為（wéi）水平方向，垂直方向引起的導（dǎo）向誤差產生的加工誤差可以忽略（luè）；鏜削加工時誤差敏感方（fāng）向隨刀（dāo）具回轉而變化；刨削加工時誤差敏感（gǎn）方向為垂直方向，床身導軌在垂直（zhí）平麵（miàn）內的直線度引起加工表麵直線度和平麵度誤差。

（2）機床主（zhǔ）軸回轉誤差

機床主軸回轉誤（wù）差（chà）是指實際回轉軸線對於理想回轉軸線的漂移。主要包括主軸端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾（jǐ）何軸線傾角擺動。

1）主軸端麵圓跳動對加工精度的影響：

①加工圓柱麵時無影響；

②車、鏜端麵時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直度誤差或端麵平（píng）麵度誤差（chà）；

③加工螺紋時，將產生（shēng）螺距（jù）周期誤差。

2）主軸徑（jìng）向圓跳動對加工精（jīng）度的影響：

①若徑向（xiàng）回（huí）轉誤（wù）差表現為其實際（jì）軸線（xiàn）在y軸坐標方向上作簡諧直（zhí）線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓（yuán）度誤差為（wéi）徑向（xiàng）圓跳動幅值（zhí）；而車床車出的孔沒什麽影響；

②若主軸幾何軸（zhóu）線作偏心運（yùn）動，無論車、鏜都能得（dé）到一（yī）個半徑為刀尖到（dào）平均軸（zhóu）線距離的圓。

3）主軸幾何軸線傾角擺動對加工（gōng）精度的影響：

①幾何軸線相對於平均（jun1）軸線在空間成一定錐角的圓錐軌跡，從各截麵（miàn）看相當於幾何（hé）軸心繞平均軸（zhóu）心作偏心運動，而從軸向看（kàn）各處偏心值不同；

②幾（jǐ）何軸線在（zài）某一平麵內作擺動，從各截麵看（kàn）相當於實際軸線在一平麵內（nèi）作簡諧直（zhí）線運動，而從軸向看各處跳動幅值不同；

③實際上主軸幾何軸線的傾角擺動為上述兩種（zhǒng）的疊加。

（3）機床傳動鏈的傳動（dòng）誤差

機床傳（chuán）動鏈的傳動誤差是指傳動鏈中首末兩端傳動元件之間的相對運（yùn）動誤差（chà）。

5、工藝係（xì）統受力變形

工藝係統在（zài）切削力、夾緊力、重力和慣性力等作（zuò）用下會產生變形，從（cóng）而破壞（huài）了已調整（zhěng）好的工藝（yì）係統各組成部分（fèn）的相互位置關係，導致加工誤差的產生，並影（yǐng）響加工過程的穩定（dìng）性（xìng）。主要考慮機床變（biàn）形（xíng）、工件變（biàn）形以及（jí）工藝係（xì）統的總（zǒng）變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工軸（zhóu）類零件（jiàn）來講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細（xì）的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考慮工件變形，對加工軸類零件來講，工件（jiàn）受力（lì）變形使（shǐ）加工後工件呈兩端細（xì）、中間粗的鼓（gǔ）形。而對加（jiā）工孔類零件來講，單獨考（kǎo）慮機床或工件的變（biàn）形，加（jiā）工後工件的形狀與加（jiā）工的軸類零件相反。

（2）夾（jiá）緊力對加工精度的影響

工件裝夾時，由於工件剛度較低或夾緊力著力點不當（dāng），使工件產生相應的（de）變形，造（zào）成的加工誤差。

6、刀具的製造（zào）誤差和磨損

刀具誤差對加工精（jīng）度的影響根據刀具的種類不同而異。

（1）定尺寸刀具（如（rú）鑽頭、鉸刀、鍵槽銑刀（dāo）及圓（yuán）拉刀等）的尺寸精（jīng）度直接影響工（gōng）件的尺寸精度。

（2）成型刀具（如成型（xíng）車刀、成型銑刀、成型砂輪等）的（de）形狀精度將直接影響工件（jiàn）的形狀精度（dù）。

（3）展成刀具（jù）（如（rú）齒（chǐ）輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差（chà）會影響加（jiā）工表麵的（de）形狀（zhuàng）精（jīng）度。

（4）一般（bān）刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工精度無直接影（yǐng）響，但刀具易磨損。

7、加（jiā）工現場環境影響（xiǎng）

加工（gōng）現場往（wǎng）往有許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零（líng）件定位麵或定位孔（kǒng）位置就會影（yǐng）響零（líng）件加（jiā）工精度，對（duì）於（yú）高精度加工，一些細小到目視不到（dào）的金屬屑都會影響到精度。這個影響因素會被識別出來（lái）但並無十（shí）分到位的方法來杜絕（jué），往往對操作員的作業手法依（yī）賴很高。

8、工藝係統的熱變（biàn）形

在加工過（guò）程中，由（yóu）於內部熱源（切（qiē）削熱、摩擦熱）或外部熱源（環境（jìng）溫度、熱輻射）產熱（rè）使工藝係統受熱而發（fā）生（shēng）變形，從而影（yǐng）響加工（gōng）精度。在大型工（gōng）件加工和精密加工中， 工藝係統熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的40%-70%。

工件熱變形對加工金的的影響包括工件均勻（yún）受熱和工件不均勻受熱兩種。

9、工件內（nèi）部的殘（cán）餘應（yīng）力

殘餘應（yīng）力的產生：

（1）毛胚製造和熱處理過程中產生（shēng）的殘餘應力（lì）；

（2）冷校直帶來的殘（cán）餘應力；

（3）切削（xuē）加工帶來的殘餘應力。